【導讀】過去10年，我國城市的高速發(fā)展使總體經濟實力劇增，但也同時伴生許多城市“病”。了城市發(fā)展的可持續(xù)性。如何從根本上予以解決城市“病”已成為我國城市科學及相關學科所。面臨的迫切任務。綜合而言，本項目中擬解決的關鍵科學問題包括：如此諸多的城市“病”。這需要從城市系統(tǒng)內在的演變和運行機制以及各組分之間的互動關系。本上調控解決現(xiàn)存和潛在的問題？這需要對城市系統(tǒng)行為進行準確模擬，以期對其過程中。的復雜性進行客觀分析和反映。具體而言，本項目將以北京和深圳為案例城市，在如下幾。其中最關鍵的問題是如何有效地對城市物流能流循環(huán)、生態(tài)環(huán)境破壞、以及城市“病”機理進行深入透徹的研究。第二層面將從形態(tài)特征角度研究城市生命體的基礎設施、工業(yè)。狀況的總體識別和全局調控。循環(huán)過程相關的城市“病”的綜合診斷、防治與調控。結果的直觀化、可視化，從而最終形成維護城市生命體健康的綜合性“醫(yī)院”系統(tǒng)。

　　

【正文】 。 第三層面是在前兩個層面的主體研究基礎上，進行系統(tǒng)性的理論整合和方法集成，從而建立對整個城市生命體健康狀況的總體識別和全局調控，這方面研究擬設 1個課題，即課題 7： 一體化城市 “病 ”診斷、預防與調控研究 。上述 7個課題各有特色，互為支撐，其相互聯(lián)系如 下 圖所示。 課題 7 一體化城市 “ 病 ”診斷、防 治 與 調 控研究 課題 1 城市生命體能源代謝與大氣污染互動機 理 研究 課題 2 城市 水 和營養(yǎng) 物循環(huán) 機理研究 課題 3 城市固廢 循環(huán)與轉化 機理研究 課題 4 城市生命體生態(tài)特征 和演變機理研究 課題 5 城市生命體承載體系的健康識別 與調控 研究 課題 6 城市生態(tài)工業(yè)復合體系 理論與方法研究 主體研究 綜合集成 第 1 層面 第 3 層面 第 2 層面 各課題間的相互聯(lián)系圖 四、年度計劃 研究內容 預期目標 第 一 年 ① 全面啟動項目，制定詳盡的工作計劃和實施步驟； ② 利用現(xiàn)狀調查、公眾參與等對各種相關資料和多方面信息進行 收集； ③ 結合已有歷史資料，對城市生命體的能源活動、大氣污染、 水和營養(yǎng)物 、固體廢物 、 生態(tài)特征 、交通與土地利用以及生態(tài)工業(yè)等子系統(tǒng)的現(xiàn)狀進行辨識。 ① 了解城市生命體各子系統(tǒng)的現(xiàn)狀特征，掌握 生命體在不同時間、空間水平的尺度信息 ； ② 初步 弄清 各子系統(tǒng)特征的演變 規(guī)律 ，為各子系統(tǒng)開發(fā)的模擬優(yōu)化等模型提供必要的參數(shù)。 ③ 主要成果在國內核心期刊上發(fā)表，撰寫論文 30篇左右，并有 35篇發(fā)表于SCI期刊上，提交課題年度報告 7部。 第 二 年 ① 城市生命體能源系統(tǒng) 演變 規(guī)律 ， 大氣 氣候變化的互動機理 研究； ② 城市降水徑流過 程 ， 污染物在地下水中的傳輸過程 ， 城市地表地下傳質 等三方面機理研究； ③ 城市固體廢物循環(huán) 、 轉化 規(guī)律與代謝機理，以及 固體廢物循環(huán) 、 轉化與城市生命體活動 之間 的互動 機理研究； ④ 建立城市生命體的生命物理系統(tǒng)生態(tài)理論，以客觀統(tǒng)一參數(shù)衡量案例城市生態(tài)流變過程，構建城市生命體生態(tài)特征的基本判據及演化模型 ； ⑤ 城市生態(tài)系統(tǒng)的綜合評價研究； ⑥ 環(huán)境導向式綜合評價 及 城市承載體營運預測 研究； ⑦ 生態(tài)工業(yè)復合體系的 生命周期評價方法開發(fā)。 ① 初步建立 城市能源代謝和大氣污染機理 的 模擬 模型； ② 開發(fā)降水徑流、地表與地下污染物的傳質模型； ③ 開發(fā)城市 固體廢物循環(huán)與轉化過程的動力學模擬 模型； ④ 建立多層次 生態(tài) 評價體系 ，實現(xiàn) 對城市生態(tài)系統(tǒng)特征的現(xiàn)狀和未來發(fā)展評價； ⑤ 通過綜合評價系統(tǒng)，整合多種系統(tǒng)決策方法，對于城市的交通運行、土地利用和環(huán)境質量進行綜合評價 ； ⑥ 建立生態(tài)工業(yè)復合體系的評價 指標體系 和 生命周期綜合評價 方法。 ⑦ 初步建立城市生命體系統(tǒng)識別和生態(tài)調控體系，取得階段性成果，理論研究取得突破性進展。 ⑧ 撰寫論文 5080 篇，主要成果在 SCI等檢索系統(tǒng)源刊上發(fā)表 ， 提交課題年度報告 7 部 研究內容 預期目標 第 三 年 ① 不確定性多目標城市能源 系統(tǒng)管理 和大氣 污染模擬研究； ② 城市能源 代謝 管理與城市 大氣 質量 管理 耦合； ③ 研究地下水污染物傳輸和修復過程模擬，對 地表沖刷過程機理、城市管網非恒定流、泥沙在雨水管網中的沖刷與淤積過程機理、 污染物在 管網中的傳輸特性進行研究 ④ 城市危險廢物鑒別、環(huán)境風險評估理論與方法研究； ⑤ 關于城市總體生存狀態(tài)與健康狀況以及城市健康多層次多尺度系統(tǒng)的耦合分析研究； ⑥ 對 城市生命體生態(tài)特征 及質量進行綜合辨識和管理研究； ⑦ 環(huán)境保護導向的城市交通優(yōu)化和可持續(xù)發(fā)展導向的用地規(guī)劃 研究； ⑧ 城市生態(tài)工業(yè)與循環(huán)經濟新技術及其影響研究； ⑨ 基于互反饋機制的綜合優(yōu)化決策 研究； ⑩ 著手進行案例研究 ，驗證各課題階段性的研究成果。 ① 初步開發(fā) 適合我國特點的城市能源代謝 系統(tǒng)管理模型； ② 初步開發(fā) 適合我國特點的城市能源代謝 管理與城市 大氣 質量 管理 耦合模型 ③ 開發(fā)城市 能源代謝 與 大氣 流域污染模擬模型； ④ 完成 不確定性全分布式城市降水徑流模擬 模型的開發(fā)及 多相多組分地下水污染修復過程模擬 模型的開發(fā) ⑤ 主要建立危險廢物 環(huán)境與健康風險 風險評價方法和 指標體系 ，以及危險廢物的豁免排除管理技術支撐體系； ⑥ 建立多層次不確定性 “城市病 ”健康綜合集成診斷模型 ， 明確城市生命體發(fā)展與進化過程中的 “病 ”因 ； ⑦ 開發(fā)環(huán)境保護導向的城市承載系統(tǒng)的健康 識別與 綜合決策模型方法 ； ⑧ 對 城市生態(tài)工業(yè)復合體系 進行 生命周期綜合評價、 技術革新組合 設計、 城市子系統(tǒng)與工業(yè)生態(tài)過程的耦合設計 。 ⑨ 主要成果在 SCI等檢索系統(tǒng)源刊上發(fā)表 ， 撰寫論文 50100 篇，提交課題年度報告 7 部。 第 四 年 ① 結合不確定能源模型和大氣流域模擬模型，對能源大氣環(huán)境系統(tǒng)進行不確定性優(yōu)化管理，并基于能源大氣復合模型，研究探索城市生命體活動的調控途徑； ② 進行 城市降水徑流過程、地下水傳輸過程、地表沖刷傳質過程、網管溶質傳輸過程、管網泥沙傳輸過程 模型的集成，分析 與水相關的城市 “病 ”的形成機理 。同時 初步開發(fā) 城市生命體水資源綜合管理決策模型 以及 城市水資源多判據決策 方法體系 。 基于水環(huán)境污染的模擬和水資源配制的優(yōu)化，研究兩者之間的耦合關系； ③ 城市固體廢物優(yōu)化管理 方法與綜合決策系統(tǒng)研究； ① 開發(fā) 適合我國特點的城市能源代謝 管理與城市 大氣 質量 管理 耦合模型； ② 對 城市生命體水循環(huán) 進行系統(tǒng) 模擬 ，并建立一套城市水環(huán)境評價、模擬和優(yōu)化 的綜合 決策 模型系統(tǒng)； ③ 建立多子區(qū)、多目標、多階段規(guī)劃方法和動態(tài)優(yōu)化模型； ④ 形成一整套從發(fā)展理念、戰(zhàn)略措施，到分區(qū)管理、單元調控的關于城市生命體、生態(tài)城區(qū)、生態(tài)單元多尺度生態(tài)調控體系 ； ⑤ 開發(fā)一套城市交通和用地等承載系統(tǒng)的 健康識別 和調控系統(tǒng)，并進行案例城市分析 ； ⑥ 建立基于生命周期綜合評 價、 技術革新組合以及 綜合決策優(yōu)化的城市生態(tài) 研究內容 預期目標 ④ 城市生命體系統(tǒng)組分時空格局、動態(tài)模式、驅動機制，城鎮(zhèn)化過程物質與能量時空動態(tài)過程，城市生命體生態(tài)特征及演變過程 ，以及 城市生命體生態(tài)調控支持系統(tǒng) 研究 。 ⑤ 城市承載系統(tǒng)的 健康識別與 綜合 調控研究； ⑥ 城市生態(tài)工業(yè)與循環(huán)經濟發(fā)展研究； ⑦ 結合 反復 “ 分解 協(xié)調 整合 ” 的思想，通過 對城市生命體這一復雜的系統(tǒng)進行多層次、多階段、多模式的解構 分析與反饋調節(jié)，開展一體化城市病診斷與防治的研究 。 ⑧ 進行深入的案例研究，并反饋于各課題研究。 工業(yè)復合體系健康診斷和防治綜合系統(tǒng)。 ⑦ 開發(fā)雙層迭代式 綜合優(yōu)化 模型，建立多功能城市生命體健康綜合診斷與評價體系 ，最終開發(fā)出一套綜合決策支持系統(tǒng)。 ④ 主要成果在 SCI等檢索系統(tǒng)源刊上發(fā)表 ， 撰寫論文 50100篇，提交課題年度報告 7部。 第 五 年 ① 案例研究工作首尾，評價提出的方法在北京深圳兩個城市的應用效果，進行成果和經驗的總結工作； ② 驗證提出的各種理論與方法，總結經驗，并根據反饋結果對建立的 城市生命體理論與方法體系 進行修正和調 ③ 組織成果的審查與驗收。 ① 完成 2 個典型案例研究 ； ② 驗證城市生命體系統(tǒng)理論和方法的科學性和有效性 ； ⑤ 主要成果在 SCI等檢索系統(tǒng)源刊上發(fā)表 ， 撰寫論文 50100篇，提交課題年度報告 7部。 ⑥ 5年內，完成專著 8部左右，培養(yǎng)博士和博士后 100名以上、碩士生 150名以上，并培養(yǎng)一批具有國際水平的中青年學術帶頭人，造就學術高、結構合理的科研梯隊，建成我國城市科學基礎研究的一流綜合性基地，在城市科學、環(huán)境科學、生態(tài)科學等領域達到國際一流水平。